공력 중심 (aerodynamic center) : 비행기 날개에 작용하는 압력과 전단 응력 분포로 인하여 피칭 모멘트가 발생된다. 피칭 모멘트는 임의의 점에 대하여 계산할 수 있는데, 모멘트의 값은 위치에 따라 달라지며 받음각이 변화함에 따라서도 달라진다. 그런데 받음각이 변해도 모멘트가 달라지지 않는 하나의 특정한 점이 존재하는데, 이 점이 공력 중심이다.
공력 중심에서의 모멘트와 모멘트 계수를 각각 $M_{ac}$ 와 $C_{M,ac}$ 라고 하면, 둘 사이에는 아래와 같은 관계가 있다.
$$C_{M,ac}=\frac{M_{ac}}{q_\infty Sc}\tag{1}$$
에어포일 위에 작용하는 압력 분포가 아래 그림과 같다고 하자.
양력이 0 이라고 하면 $F_1$ 과 $F_2$ 는 크기는 같고 방향은 반대여야 한다. 이런 경우 두 힘의 합력은 0 이나, 순수 모멘트가 발생한다. (참고 : http://web.mit.edu/4.441/1_lectures/1_lecture12/1_lecture12.html ) 순수 모멘트는 물체의 어떤 지점에서도 일정한 값을 가진다. 즉,
$$M_{ac}=M_{c/4}=M_{any\ point}\tag{2}$$
이며, 곧
$$C_{M,ac}=(C_{M,c/4})_{L=0}=(C_{M,any\ point})_{L=0}\label{3}\tag{3}$$
가 된다.
위 식 ($\ref{3}$) 은 $C_{M,ac}$ 값을 날개가 무양력 받음각, 즉 $\alpha=\alpha_{L=0}$ 상태인 경우에는 어떠한 점 기준의 모멘트 계수 값으로도 얻을 수 있음을 나타낸다. 이런 이유로 인하여 $M_{ac}$ 를 무양력 모멘트라고 부르기도 한다.
항공기 전체에 작용하는 힘과 모멘트는 아래의 그림처럼 나타낼 수 있다.
여기에서 무게 중심 주위의 모멘트 $M_{cg}$ 가 주요 관심 대상이며, $M_{cg}=0$ 일 경우 항공기는 평형 상태에 있다.
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